JP5858683B2 - Focus detection apparatus and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、コントラスト検出方式のオートフォーカス制御を行う焦点検出装置に関する。 The present invention relates to a focus detection apparatus that performs autofocus control using a contrast detection method.
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置のＡＦ方式として、位相差検出方式によるＡＦ（位相差ＡＦ）とコントラスト検出方式によるＡＦ（コントラストＡＦ）とを組み合わせたハイブリッドＡＦがある。ハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦを行ってフォーカスレンズを合焦近傍位置まで移動させ、さらにコントラストＡＦによりフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。このようなハイブリッドＡＦにおいて、位相差ＡＦの結果に応じてコントラストＡＦにおいてコントラスト評価値を生成する領域（以下、コントラスト評価領域という）を設定するものがある。 As an AF method of an imaging apparatus such as a digital still camera or a video camera, there is a hybrid AF in which AF based on a phase difference detection method (phase difference AF) and AF based on a contrast detection method (contrast AF) are combined. In the hybrid AF, the phase difference AF is performed to move the focus lens to a focus vicinity position, and the focus lens is moved to the focus position by contrast AF. In such a hybrid AF, there is one that sets a region (hereinafter referred to as a contrast evaluation region) where a contrast evaluation value is generated in the contrast AF according to the result of the phase difference AF.
特許文献１に開示されたハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦを行うことが可能な複数の焦点検出領域のうちいずれかを選択して位相差ＡＦを行い、該選択された２以上の焦点検出領域での合焦近傍位置にフォーカスレンズを駆動する。そして、それら合焦近傍位置に対応する焦点検出領域を内包するようにコントラスト評価領域を設定する。 In the hybrid AF disclosed in Patent Document 1, the phase difference AF is performed by selecting any one of a plurality of focus detection areas capable of performing the phase difference AF, and the two or more selected focus detection areas are selected. The focus lens is driven to a position near the in-focus position. Then, the contrast evaluation area is set so as to include the focus detection area corresponding to the in-focus vicinity position.
また、特許文献２には、位相差ＡＦを行うことが可能な焦点検出領域とコントラスト評価領域とが重複していたり近接していたりする場合に、その焦点検出領域での位相差ＡＦの結果を用いてコントラストＡＦを行うハイブリッドＡＦが開示されている。 Patent Document 2 discloses the result of phase difference AF in the focus detection area when the focus detection area capable of performing phase difference AF and the contrast evaluation area overlap or are close to each other. A hybrid AF that performs contrast AF using the same is disclosed.
しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたハイブリッドＡＦのように、位相差ＡＦを行った焦点検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定するだけでは、以下のような問題が生じる。すなわち、フォーカスレンズを移動させることで、撮影画面内の像倍率が変化する。このため、位相差ＡＦ前の焦点検出領域に含まれていた合焦対象の被写体が、フォーカスレンズの移動による像倍率の変化によって撮影画面内で変位し、位相差ＡＦ前の焦点検出領域に含まれなくなる場合がある。この場合、位相差ＡＦ前の焦点検出領域を含むようにコントラスト評価領域を設定しても、そのコントラスト評価領域に合焦対象の被写体が含まれないおそれがある。 However, just setting the contrast evaluation area so as to include the focus detection area where the phase difference AF is performed as in the hybrid AF disclosed in Patent Documents 1 and 2 causes the following problems. That is, by moving the focus lens, the image magnification in the shooting screen changes. For this reason, the subject to be focused included in the focus detection area before the phase difference AF is displaced in the photographing screen due to a change in the image magnification due to the movement of the focus lens, and is included in the focus detection area before the phase difference AF. It may not be possible. In this case, even if the contrast evaluation area is set so as to include the focus detection area before the phase difference AF, there is a possibility that the subject to be focused on is not included in the contrast evaluation area.
本発明は、位相差ＡＦによるフォーカスレンズの移動に伴う像倍率の変化によって撮影画面内で被写体が変位した場合でも、コントラスト評価領域を該被写体を含むように適切に設定できるようにした撮像装置を提供する。 The present invention provides an imaging apparatus capable of appropriately setting a contrast evaluation area so as to include a subject even when the subject is displaced in a photographing screen due to a change in image magnification caused by movement of a focus lens due to phase difference AF. provide.
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行った後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うフォーカス制御手段を有する。そして、フォーカス制御手段は、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動により撮影画面内で被写体が変位した場合に、領域内に被写体が含まれるように位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することを特徴とする。 An imaging apparatus according to an aspect of the present invention moves a focus lens included in a photographing optical system based on a defocus amount of the photographing optical system obtained for a subject in a phase difference detection region in a photographing screen. After performing the phase difference focus control, there is a focus control means for performing the contrast focus control for moving the focus lens based on the contrast evaluation value obtained in the contrast evaluation region. The focus control means moves the phase difference detection area so that the subject is included in the area when the subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens by the phase difference focus control. The contrast evaluation area is set so as to include the phase difference detection area .
また、本発明の他の一側面としての撮像装置の制御方法は、撮影画面のうち位相差検出領域内の被写体に対して求めた撮影光学系のデフォーカス量に基づいて、該撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させる位相差フォーカス制御を行う第１のステップと、該第１のステップの後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うステップとを有する。そして、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動により撮影画面内で被写体が変位した場合に、第２のステップにおいて、領域内に被写体が含まれるように位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an imaging apparatus including: an imaging optical system based on a defocus amount of an imaging optical system obtained for a subject in a phase difference detection area in a shooting screen. A first step of performing phase difference focus control for moving the included focus lens, and after the first step, contrast focus control for moving the focus lens based on the contrast evaluation value obtained in the contrast evaluation region Steps. Then, when the subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens by the phase difference focus control, in the second step, the phase difference detection region is moved so that the subject is included in the region, and after the movement The contrast evaluation area is set so as to include the phase difference detection area .
本発明によれば、位相差フォーカス制御によるフォーカスレンズの移動（像倍率の変化）により撮影画面内で被写体が変位しても、コントラストフォーカス制御を行うコントラスト評価領域を該変位後の被写体を含むように設定することができる。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。 According to the present invention, even if the subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens (change in image magnification) by the phase difference focus control, the contrast evaluation area for performing the contrast focus control includes the subject after the displacement. Can be set to Therefore, more accurate hybrid AF control is possible.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１には、本発明の実施例である焦点検出装置を有するデジタルカメラ（撮像装置）１３８と該デジタルカメラに対して取り外し可能に装着される交換レンズ１３７とにより構成される撮像システムの構成を示している。 FIG. 1 shows a configuration of an imaging system including a digital camera (imaging device) 138 having a focus detection device according to an embodiment of the present invention and an interchangeable lens 137 that is detachably attached to the digital camera. Show.
まず、交換レンズ１３７の構成について説明する。１０１は撮影光学系（結像光学系）のうち最も物体側に配置され、光軸方向に移動可能な第１レンズ群である。１０２は絞りであり、その開口径を変化させて（絞り値を可変として）光量調節を行う。１０３は第２レンズ群である。絞り１０２は、第２レンズ群１０３と一体となって光軸方向に移動する。第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２とが光軸方向に移動することで、変倍（ズーム）が行われる。 First, the configuration of the interchangeable lens 137 will be described. Reference numeral 101 denotes a first lens group which is disposed closest to the object side in the photographing optical system (imaging optical system) and is movable in the optical axis direction. Reference numeral 102 denotes an aperture, which adjusts the amount of light by changing the aperture diameter (with the aperture value being variable). Reference numeral 103 denotes a second lens group. The diaphragm 102 moves integrally with the second lens group 103 in the optical axis direction. Zooming is performed by moving the first lens group 101 and the second lens group 102 in the optical axis direction.
１０５はフォーカスレンズとしての第３レンズ群であり、光軸方向に移動して焦点調節を行う。１１１はズームアクチュエータであり、不図示のカム筒を光軸周りで回転させることで、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０２を光軸方向に移動させ、変倍を行わせる。 Reference numeral 105 denotes a third lens group serving as a focus lens, which moves in the optical axis direction to adjust the focus. Reference numeral 111 denotes a zoom actuator, which rotates a cam cylinder (not shown) around the optical axis, thereby moving the first lens group 101 and the second lens group 102 in the optical axis direction to perform zooming.
１１２は絞りアクチュエータであり、光量調節のために絞り１０２の開口径を変化させるよう駆動する。１１４はフォーカスアクチュエータで、あり第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させてフォーカシングを行う。 A diaphragm actuator 112 is driven to change the aperture diameter of the diaphragm 102 to adjust the light amount. Reference numeral 114 denotes a focus actuator, which performs focusing by moving the third lens group 105 in the optical axis direction.
１３６はカメラ通信回路であり、レンズに関する情報をカメラに送信したり、カメラに関する情報を受信したりする。レンズに関する情報には、ズーム状態、絞り状態、フォーカス状態およびレンズ枠情報等が含まれる。カメラ通信回路１３６は、カメラ側に設けられたレンズ通信回路１３５にこれらの情報を送信する。 Reference numeral 136 denotes a camera communication circuit that transmits information about the lens to the camera and receives information about the camera. The information regarding the lens includes a zoom state, a diaphragm state, a focus state, lens frame information, and the like. The camera communication circuit 136 transmits these pieces of information to the lens communication circuit 135 provided on the camera side.
次に、カメラ１３８の構成について説明する。１０６は光学的ローパスフィルタであり、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７はＣＭＯＳセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。該撮像素子１０７は、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素（受光素子）を有し、これらの画素に対してベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタが配置されて２次元単板カラーセンサが構成される。 Next, the configuration of the camera 138 will be described. Reference numeral 106 denotes an optical low-pass filter, which is an optical element for reducing false colors and moire in a captured image. Reference numeral 107 denotes an image sensor composed of a CMOS sensor and its peripheral circuits. The imaging element 107 has m pixels in the horizontal direction and n pixels (light receiving elements) in the vertical direction, and a Bayer array primary color mosaic filter is arranged for these pixels to form a two-dimensional single-plate color sensor. Is configured.
１３９はシャッタユニットであり、静止画撮影時の露光時間制御を行う。１４０はシャッタ１３９を動作させるシャッタアクチュエータである。 Reference numeral 139 denotes a shutter unit that controls exposure time during still image shooting. Reference numeral 140 denotes a shutter actuator that operates the shutter 139.
１１５は電子フラッシュであり、キセノン管やＬＥＤを光源として有する。１１６はＡＦ補助光発光部であり、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写体に投影する。これにより、暗い被写体あるいは低コントラストの被写体に対するＡＦ性能を向上させることができる。 An electronic flash 115 has a xenon tube or LED as a light source. Reference numeral 116 denotes an AF auxiliary light emitting unit that projects an image of a mask having a predetermined opening pattern onto a subject through a light projection lens. Thereby, the AF performance for a dark subject or a low-contrast subject can be improved.
１２１はコントローラとしてのカメラＣＰＵであり、カメラの種々の動作の制御を司る。カメラＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび通信インターフェイス回路等を有する。カメラＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、撮影光学系の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理および記録等の一連の撮影動作を実行させる。 Reference numeral 121 denotes a camera CPU as a controller, which controls various operations of the camera. The camera CPU 121 includes a calculation unit, a ROM, a RAM, an A / D converter, a D / A converter, a communication interface circuit, and the like. The camera CPU 121 controls the operation of each part in the camera according to a computer program stored in the ROM, and a series of shooting operations such as AF, imaging, image processing, and recording including detection of the focus state of the imaging optical system (focus detection). Is executed.
１２２は電子フラッシュ制御回路であり、電子フラッシュ１１５の点灯制御を行う。１２３は補助光駆動回路であり、ＡＦ補助光発光部１１６の点灯制御を行う。１２４は撮像素子駆動回路であり、撮像素子１０７の動作を制御するとともに、該撮像素子１０７から出力された画素信号（撮像信号）をＡ／Ｄ変換してカメラＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換された撮像信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成し、さらに画像信号に対してＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。 Reference numeral 122 denotes an electronic flash control circuit that controls the lighting of the electronic flash 115. Reference numeral 123 denotes an auxiliary light driving circuit that performs lighting control of the AF auxiliary light emitting unit 116. An image sensor driving circuit 124 controls the operation of the image sensor 107, and A / D converts a pixel signal (image signal) output from the image sensor 107 and transmits it to the camera CPU 121. An image processing circuit 125 generates an image signal by performing image processing such as γ conversion and color interpolation on the A / D converted imaging signal, and further performs processing such as JPEG compression on the image signal. .
１２６はフォーカス駆動回路であり、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。１２８は絞り駆動回路であり、絞りアクチュエータ１１２を駆動して絞り１０２を動作させる。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。 A focus driving circuit 126 drives the focus actuator 114 based on the focus detection result, and moves the third lens group 105 in the optical axis direction to perform focus adjustment. Reference numeral 128 denotes an aperture driving circuit that drives the aperture actuator 112 to operate the aperture 102. Reference numeral 129 denotes a zoom drive circuit that drives the zoom actuator 111 in accordance with the zoom operation of the photographer.
１３５は前述したレンズ通信回路であり、交換レンズ１３７内のカメラ通信回路１３６と通信を行う。１４５はシャッタ駆動回路であり、シャッタアクチュエータ１４０を駆動する。 Reference numeral 135 denotes the lens communication circuit described above, which communicates with the camera communication circuit 136 in the interchangeable lens 137. A shutter driving circuit 145 drives the shutter actuator 140.
１３１はＬＣＤ等の表示器であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像および焦点検出時の合焦状態等を表示する。１３２は操作スイッチ群であり、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。１４４はカメラ内メモリであり、カメラＣＰＵ１２１で行う処理や演算に必要な各種データが保存されている。 131 denotes a display device such as LCD, information about the shooting mode of the camera, preview image before shooting, displays the focus state or the like during the confirmation image and the focus detection after shooting. An operation switch group 132 includes a power switch, a release (shooting trigger) switch, a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, and the like. Reference numeral 133 denotes a detachable flash memory that records a photographed image. Reference numeral 144 denotes an in-camera memory in which various data necessary for processing and calculation performed by the camera CPU 121 are stored.
カメラＣＰＵ（フォーカス制御手段）１２１は、撮像素子１０７に設けられた複数の焦点検出画素からの出力を用いた位相差検出方式によるオートフォーカス（位相差フォーカス制御）を行う。さらに、複数の撮像用画素からの出力を用いたコントラスト検出方式によるオートフォーカス（コントラストフォーカス制御）も行う。この撮像素子１０７を用いた位相差検出方式によるオートフォーカス（ＡＦ）を、以下、撮像面位相差ＡＦといい、コントラスト検出方式によるＡＦを、以下、コントラストＡＦという。 A camera CPU (focus control means) 121 performs autofocus (phase difference focus control) by a phase difference detection method using outputs from a plurality of focus detection pixels provided in the image sensor 107. Furthermore, autofocus (contrast focus control) is also performed by a contrast detection method using outputs from a plurality of imaging pixels. The autofocus (AF) based on the phase difference detection method using the image sensor 107 is hereinafter referred to as an imaging surface phase difference AF, and the AF based on the contrast detection method is hereinafter referred to as contrast AF.
撮像面位相差ＡＦでは、カメラＣＰＵ１２１は、複数の焦点検出画素からの出力により生成された一対の像信号に対して相関演算を行い、それらの相対的な位置ずれを示す位相差を算出する。そして、カメラＣＰＵ１２１は、該位相差に基づいて交換レンズ１（撮影光学系）の焦点状態（デフォーカス量）を算出（検出）する。さらに、カメラＣＰＵ１２１は、該デフォーカス量に基づいて、合焦に近い状態を得るために第３レンズ群１０５を移動させるべき位置（合焦近傍位置）までの駆動量を算出する。カメラＣＰＵ１２１は、算出した駆動量だけ第３レンズ群１０５を移動させるようフォーカス駆動回路１２６を通じてフォーカスアクチュエータ１１４を制御する。 In the imaging plane phase difference AF, the camera CPU 121 performs a correlation operation on a pair of image signals generated by outputs from a plurality of focus detection pixels, and calculates a phase difference indicating their relative positional deviation. Then, the camera CPU 121 calculates (detects) the focus state (defocus amount) of the interchangeable lens 1 (imaging optical system) based on the phase difference. Furthermore, the camera CPU 121 calculates a drive amount to a position (near focus position) to move the third lens group 105 in order to obtain a state close to focus based on the defocus amount. The camera CPU 121 controls the focus actuator 114 through the focus drive circuit 126 so as to move the third lens group 105 by the calculated drive amount.
コントラストＡＦでは、カメラＣＰＵ１２１は、フォーカスアクチュエータ１１４を制御して第３レンズ群１０５を移動させながら、所定の周期で、複数の撮像用画素からの出力により生成された映像信号の高周波成分を抽出し、コントラスト評価値を算出する。そして、カメラＣＰＵ１２１は、コントラスト評価値が最大となる位置（合焦位置）に第３レンズ群１０５を移動させる。 In contrast AF, the camera CPU 121 extracts a high-frequency component of a video signal generated by outputs from a plurality of imaging pixels at a predetermined cycle while moving the third lens group 105 by controlling the focus actuator 114. The contrast evaluation value is calculated. Then, the camera CPU 121 moves the third lens group 105 to a position (focus position) where the contrast evaluation value is maximized.
次に、図２および図３を用いて、撮像素子１０７上に配置された撮像用画素と焦点検出用画素の構造について説明する。本実施例の撮像素子１０７は、２行×２列の４画素における対角２箇所にＧ（緑色）の分光感度を有する画素を配置し、他の２箇所にＲ（赤色）とＢ（青色）の分光感度を有する画素をそれぞれ１個ずつ配置したベイヤー配列を採用する。そして、このようなベイヤー配列により配置された複数の撮像用画素の中に、複数の焦点検出用画素が分散配置されている。 Next, the structure of the imaging pixels and focus detection pixels arranged on the imaging element 107 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In the image sensor 107 of this embodiment, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged at two diagonal positions in four pixels of 2 rows × 2 columns, and R (red) and B (blue) are arranged at the other two locations. A Bayer array in which one pixel having a spectral sensitivity of 1) is arranged. A plurality of focus detection pixels are dispersedly arranged among the plurality of imaging pixels arranged in such a Bayer array.
図２には、撮像用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は撮像素子１０７の中央に位置する２行×２列の撮像用画素の平面図である。前述したように、対角２箇所に２つのＧ画素が配置され、他の２箇所にＲ画素とＢ画素が配置されている。 FIG. 2 shows a plan view and a cross-sectional view of the imaging pixel. FIG. 2A is a plan view of 2 × 2 imaging pixels located in the center of the image sensor 107. As described above, two G pixels are arranged at two diagonal positions, and an R pixel and a B pixel are arranged at the other two positions.
図２（ａ）の断面Ａ−Ａを同図（ｂ）に示す。ＭＬは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズであり、ＣＦＲはＲ（Ｒｅｄ）のカラーフィルタである。ＣＦＧはＧ（Ｇｒｅｅｎ）のカラーフィルタである。ＰＤは図３で説明したＣＭＯＳセンサの光電変換部を模式的に示したものである。ＣＬはＣＭＯＳセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。ＴＬは撮影光学系を模式的に示したものである。 FIG. 2B shows a cross section AA of FIG. ML is an on-chip microlens arranged in front of each pixel, CF R denotes a color filter of R (Red). CF G is a color filter of G (Green). PD schematically shows the photoelectric conversion unit of the CMOS sensor described in FIG. CL is a wiring layer for forming signal lines for transmitting various signals in the CMOS sensor. TL schematically shows the photographing optical system.
ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰと光電変換部ＰＤとがマイクロレンズＭＬによって共役関係に配置され、さらに光電変換部ＰＤの有効面積が大きく設定されている。なお、図２（ｂ）では、Ｒ画素の構造を示しているが、Ｇ画素およびＢ（Ｂｌｕｅ）画素も同一の構造を有する。したがって、撮像用のＲＧＢ画素に対応した射出瞳ＥＰは大きな径を有し、被写体からの光束を効率良く取り込んで、画像信号のＳ／Ｎを向上させる。 Here, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion unit PD of the imaging pixel are configured to capture the light flux that has passed through the photographing optical system TL as effectively as possible. In other words, the exit pupil EP of the photographing optical system TL and the photoelectric conversion unit PD are arranged in a conjugate relationship by the microlens ML, and the effective area of the photoelectric conversion unit PD is set to be large. FIG. 2B shows the structure of the R pixel, but the G pixel and the B (Blue) pixel also have the same structure. Therefore, the exit pupil EP corresponding to the RGB pixels for imaging has a large diameter, and efficiently takes in the light flux from the subject to improve the S / N of the image signal.
図３には、撮影光学系の瞳をｘ方向に分割するための焦点検出用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は、撮像素子１０７の中央に位置する焦点検出用画素を含む２行×２列の４画素の平面図である。 FIG. 3 shows a plan view and a cross-sectional view of focus detection pixels for dividing the pupil of the photographing optical system in the x direction. FIG. 4A is a plan view of 4 pixels of 2 rows × 2 columns including a focus detection pixel located at the center of the image sensor 107.
撮像信号を得る場合に、Ｇ画素からの出力は輝度情報の主成分をなす。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、Ｇ画素が欠損すると、画質劣化が認められやすい。一方、Ｒ画素もしくはＢ画素は、色情報を取得する画素であるが、人間は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素は多少の欠損が生じても画質劣化に気づきにくい。そこで、本実施例では、２行×２列の４画素のうち、２つのＧ画素は撮像用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素の位置に、ある割合で焦点検出用画素を配置している。同図（ａ）において、焦点検出用画素をＳＨＡ，ＳＨＢで示す。 When obtaining an imaging signal, the output from the G pixel is the main component of the luminance information. Since human image recognition characteristics are sensitive to luminance information, if G pixels are lost, image quality degradation is likely to be recognized. On the other hand, the R pixel or the B pixel is a pixel that acquires color information. However, since humans are insensitive to color information, pixels that acquire color information are less likely to notice deterioration in image quality even if some loss occurs. Therefore, in this embodiment, two G pixels out of four pixels of 2 rows × 2 columns are left as imaging pixels, and focus detection pixels are arranged at a certain ratio at positions of R pixels and B pixels. . In FIG. 5A, focus detection pixels are denoted by S HA and S HB .
このように撮像素子１０７に分散配置された複数の焦点検出用画素ＳＨＡが第１の画素群に相当し、複数の焦点検出用画素ＳＨＢが第２の画素群に相当する。複数の焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢをまとめてと焦点検出画素群ともいう。 In this way, the plurality of focus detection pixels S HA dispersedly arranged in the image sensor 107 correspond to the first pixel group, and the plurality of focus detection pixels SHB correspond to the second pixel group. The plurality of focus detection pixels S HA and S HB are collectively referred to as a focus detection pixel group.
図３（ａ）の断面Ｂ−Ｂを同図（ｂ）に示す。マイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、図２（ｂ）に示した撮像用画素と同一の構造を有する。 Section (B) of FIG. 3 (a) is shown in FIG. The microlens ML and the photoelectric conversion unit PD have the same structure as the imaging pixel shown in FIG.
本実施例においては、焦点検出用画素の信号は画像生成には用いられないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜（白色膜）ＣＦＷが配置される。 In this embodiment, signals from the focus detection pixel is not used for image generation, a transparent film (white film) CF W instead of a color separation color filter is disposed.
また、ｘ方向の瞳分割を行うため、配線層ＣＬの開口部はマイクロレンズＭＬの中心線に対してｘ方向に偏っている。具体的には、焦点検出用画素ＳＨＡの開口部ＯＰＨＡは−ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＡの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの左側（＋ｘ側）の射出瞳領域（第１の瞳領域）ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。また、焦点検出用画素ＳＨＢの開口部ＯＰＨＢは＋ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＢの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの右側（−ｘ側）の射出瞳領域（第２の瞳領域）ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。 Further, in order to perform pupil division in the x direction, the opening of the wiring layer CL is biased in the x direction with respect to the center line of the microlens ML. Specifically, the opening OP HA of focus detection pixels S HA for biased towards the -x direction, the photoelectric conversion unit PD of the focus detection pixels S HA is the photographic optical system TL left (+ x side) The light beam that has passed through the exit pupil region (first pupil region) EP HA is received. Further, since the biased opening OP HB of the focus detection pixels S HB is in the + x direction, the photoelectric conversion unit PD of the focus detection pixels S HB is an exit pupil area of the right imaging optical system TL (-x side) (Second pupil region) The light beam that has passed through the EP HB is received.
ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＡ（第１の画素群）で取得した被写体像をＡ像（第１の像）とする。また、ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＢ（第２の画素群）で取得した被写体像をＢ像（第２の像）とする。そして、Ａ像とＢ像の相対位置ずれ量（位相差）を検出することで、該位相差に基づいて被写体に対する撮影光学系ＴＬのデフォーカス量を演算することができる。 A subject image acquired by a plurality of focus detection pixels S HA (first pixel group) regularly arranged in the x direction is defined as an A image (first image). A subject image acquired by a plurality of focus detection pixels S HB (second pixel group) regularly arranged in the x direction is defined as a B image (second image). Then, by detecting the relative positional deviation amount (phase difference) between the A image and the B image, the defocus amount of the photographing optical system TL with respect to the subject can be calculated based on the phase difference.
図４は、本実施例における撮像素子１０７の瞳分割の様子を示す。ＴＬは撮影光学系、１０７は撮像素子、ＯＢＪは被写体、ＩＭＧは被写体像である。 FIG. 4 shows a state of pupil division of the image sensor 107 in the present embodiment. TL is a photographing optical system, 107 is an image sensor, OBJ is a subject, and IMG is a subject image.
撮像用画素は、図２に示したように、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰの全域を通過した光束を受光する。一方、焦点検出用画素のうち図３に示した焦点検出用画素ＳＨＡは、射出瞳ＥＰのうち＋ｘ側の瞳領域ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素ＳＨＢは、射出瞳領域ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。そして、焦点検出用画素を、撮像素子１０７の全領域にわたって分布させることで、有効撮像エリアの全域で焦点検出が可能となる。 As shown in FIG. 2, the imaging pixel receives the light beam that has passed through the entire exit pupil EP of the imaging optical system TL. On the other hand, the focus detection pixel S HA shown in FIG. 3 among the focus detection pixels receives the light beam that has passed through the pupil region EP HA on the + x side of the exit pupil EP. Similarly, the focus detection pixel S HB receives the light beam that has passed through the exit pupil region EP HB . Then, by distributing the focus detection pixels over the entire area of the image sensor 107, focus detection can be performed over the entire effective image pickup area.
ただし、実際の撮像面位相差ＡＦは、撮像素子１０７の有効撮像エリアに対応する撮影画面内に複数設けられた焦点検出領域のうち、撮影者により又はカメラＣＰＵ１２１が所定のアルゴリズムに従って選択された１又は２以上の焦点検出領域でのみ行われる。 However, the actual imaging plane phase difference AF is 1 selected by the photographer or by the camera CPU 121 in accordance with a predetermined algorithm from among a plurality of focus detection areas provided in the imaging screen corresponding to the effective imaging area of the imaging device 107. Alternatively, it is performed only in two or more focus detection areas.
また、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢによって撮影画面のｘ方向に輝度分布を有した被写体、例えばｙ方向の伸びる線に対しては焦点検出が可能であるが、ｙ方向に輝度分布を有する被写体、例えばｘ方向に伸びる線に対しては焦点検出不能である。本実施例では、図示はしないが、後者についても焦点検出できるように、撮影光学系ＴＬのｙ方向にも瞳分割を行う複数の焦点検出用画素も備えている。 Further, focus detection is possible for a subject having a luminance distribution in the x direction of the photographing screen, for example, a line extending in the y direction, by the focus detection pixels S HA and S HB , but the luminance distribution is in the y direction. Focus detection is impossible for a subject, for example, a line extending in the x direction. In this embodiment, although not shown, a plurality of focus detection pixels that perform pupil division are also provided in the y direction of the photographing optical system TL so that focus detection can be performed for the latter.
さらに、コントラストＡＦについても、撮影範囲の一部に選択的に設定された領域（後述するコントラスト評価領域）において行われる。 Further, the contrast AF is also performed in an area (contrast evaluation area described later) that is selectively set to a part of the shooting range.
図５のフローチャートには、本実施例において、カメラＣＰＵ１２１がコンピュータプログラムに従って実行するＡＦ処理の流れを示している。撮影者がカメラの電源スイッチをオン操作すると、カメラＣＰＵ１２１は、カメラ１３８内のアクチュエータ（シャッタアクチュエータ１４０等）や撮像素子１０７の動作確認を行う。さらに、カメラＣＰＵ１２１は、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行い、撮像面位相差ＡＦが行われる焦点検出領域として選択されている焦点検出領域等、ＡＦに必要な情報を読み出す。撮像面位相差ＡＦが行われる焦点検出領域を、以下、位相差検出領域という。 The flowchart of FIG. 5 shows the flow of AF processing executed by the camera CPU 121 in accordance with the computer program in this embodiment. When the photographer turns on the power switch of the camera, the camera CPU 121 confirms the operation of the actuator (such as the shutter actuator 140) and the image sensor 107 in the camera 138. Further, the camera CPU 121 initializes the memory contents and the execution program, and reads information necessary for AF, such as a focus detection area selected as a focus detection area where the imaging plane phase difference AF is performed. The focus detection area where the imaging plane phase difference AF is performed is hereinafter referred to as a phase difference detection area.
ステップＳ１０１では、カメラＣＰＵ１２１は、レンズ通信回路１３５を介して交換レンズ１３７内のカメラ通信回路１３６と通信を行う。カメラＣＰＵ１２１は、この通信によって交換レンズ１３７の動作確認を行い、交換レンズ１３７内のメモリ内容や実行プログラムの初期化を行う。また、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦや撮影に必要な交換レンズ１３７の諸特性データを取得し、カメラ内メモリ１４４に保存する。そして、ステップＳ１０２へと進む。 In step S <b> 101, the camera CPU 121 communicates with the camera communication circuit 136 in the interchangeable lens 137 via the lens communication circuit 135. The camera CPU 121 confirms the operation of the interchangeable lens 137 through this communication, and initializes the memory contents in the interchangeable lens 137 and the execution program. Further, the camera CPU 121 acquires various characteristic data of the interchangeable lens 137 necessary for AF and photographing, and stores it in the in-camera memory 144. Then, the process proceeds to step S102.
ステップＳ１０２では、カメラＣＰＵ１２１は、撮影者によって不図示の撮像準備スイッチ（Ｓ１）がオンされたか否かを判別し、オンされていなければステップＳ１０２にて撮像待機状態を維持する。一方、撮像準備スイッチがオンされた場合、ステップＳ１０３に進む。 In step S102, the camera CPU 121 determines whether or not an imaging preparation switch (S1) (not shown) is turned on by the photographer. If not, the camera CPU 121 maintains the imaging standby state in step S102. On the other hand, when the imaging preparation switch is turned on, the process proceeds to step S103.
ステップＳ１０３では、カメラＣＰＵ１２１は、シャッタアクチュエータ１４０を駆動してシャッタ１３９を開放し、撮像素子１０７による光電変換動作を開始させる。 In step S <b> 103, the camera CPU 121 drives the shutter actuator 140 to open the shutter 139 and starts the photoelectric conversion operation by the image sensor 107.
次にステップＳ１０４では、カメラＣＰＵ１２１は、選択されている位相差検出領域内に含まれる被写体（以下、合焦対象の被写体という）に対して撮像面位相差ＡＦを行う。すなわち、位相差検出領域内の焦点検出画素群から出力を用いて得られる一対の像信号の位相差からデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量から合焦近傍位置までの第３レンズ群１０５の駆動量を算出する。 In step S104, the camera CPU 121 performs imaging plane phase difference AF on a subject included in the selected phase difference detection region (hereinafter referred to as a subject to be focused). That is, the defocus amount is calculated from the phase difference between a pair of image signals obtained using the output from the focus detection pixel group in the phase difference detection region, and the third lens group 105 from the defocus amount to the in-focus vicinity position. Is calculated.
次にステップＳ１０５では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４で算出した駆動量だけ第３レンズ群１０５を移動させるようフォーカスアクチュエータ１１４を駆動する。 Next, in step S105, the camera CPU 121 drives the focus actuator 114 to move the third lens group 105 by the driving amount calculated in step S104.
ステップＳ１０６では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４での撮像面位相差ＡＦと同じ位相差検出領域で、撮像面位相差ＡＦのうちデフォーカス量の算出までを行う。 In step S106, the camera CPU 121 performs the defocus amount calculation of the imaging surface phase difference AF in the same phase difference detection area as the imaging surface phase difference AF in step S104.
そして、ステップＳ１０７では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６にて算出したデフォーカス量が、合焦近傍状態に対応する所定値である閾値より小さいか否かを判定する。すなわち、ＡＦ方式を、撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えるか否かを判定する。デフォーカス量が閾値よりも小さい場合は、コントラストＡＦに切り替えるためにステップＳ１０８に進む。一方、デフォーカス量が閾値よりも大きい（又は以上の）場合は、ステップＳ１０６で算出したデフォーカス量を用いて撮像面位相差ＡＦを継続するためにステップＳ１０５に戻る。 In step S107, the camera CPU 121 determines whether the defocus amount calculated in step S106 is smaller than a threshold that is a predetermined value corresponding to the in-focus vicinity state. That is, it is determined whether or not the AF method is switched from the imaging surface phase difference AF to the contrast AF. If the defocus amount is smaller than the threshold value, the process proceeds to step S108 to switch to contrast AF. On the other hand, when the defocus amount is larger than (or more than) the threshold value, the process returns to step S105 in order to continue the imaging plane phase difference AF using the defocus amount calculated in step S106.
ステップＳ１０８では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６にて算出したデフォーカス量から、コントラストＡＦにおけるコントラスト評価値を取得する領域（以下、コントラスト評価領域という）の位置やサイズを変更するか否かを判定する。すなわち、デフォーカス量が上記閾値より大きい場合は、ステップＳ１０５での第３レンズ群１０５の移動に伴う像倍率の変化によって撮影画面内で合焦対象の被写体が変位し、ステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域から外れたとみなす。この場合は、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更すると判定する。一方、デフォーカス量が上記閾値より小さい場合は、像倍率が変化しても撮影画面内で合焦対象の被写体がほとんど変位せず、ステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域に存在するとみなす。この場合は、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しないと判定する。 In step S108, the camera CPU 121 determines from the defocus amount calculated in step S106 whether or not to change the position and size of an area for acquiring a contrast evaluation value in contrast AF (hereinafter referred to as a contrast evaluation area). . That is, when the defocus amount is larger than the threshold value, the subject to be focused is displaced in the shooting screen due to the change in image magnification accompanying the movement of the third lens group 105 in step S105, and in steps S104 and S106. Considered out of phase detection area. In this case, it is determined that the position or size of the contrast evaluation area is changed. On the other hand, when the defocus amount is smaller than the threshold value, it is considered that the subject to be focused is hardly displaced in the shooting screen even if the image magnification is changed, and is present in the phase difference detection region in steps S104 and S106. In this case, it is determined that the position and size of the contrast evaluation area are not changed.
コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しないと判定した場合は、カメラＣＰＵ１２１は、コントラスト評価領域の位置をステップＳ１０４，Ｓ１０６での位相差検出領域と同じ位置に設定し、サイズも予め定められた標準サイズ（所定サイズ）に設定する。その後、ステップＳ１１０に移行する。 When it is determined that the position and size of the contrast evaluation area are not changed, the camera CPU 121 sets the position of the contrast evaluation area to the same position as the phase difference detection area in steps S104 and S106, and the size is also a predetermined standard. Set to size (predetermined size). Thereafter, the process proceeds to step S110.
一方、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更すると判定した場合は、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６で得られたデフォーカス量とステップＳ１０１で得られたレンズ情報とから、像倍率の変化によって変位した合焦対象の被写体の変位量を算出し、その算出結果に基づいてコントラスト評価領域の位置やサイズを変更（設定）する。 On the other hand, if it is determined that the position or size of the contrast evaluation area is to be changed, the camera CPU 121 proceeds to step S109. In step S109, the camera CPU 121 calculates a displacement amount of the subject to be focused that has been displaced due to a change in the image magnification, from the defocus amount obtained in step S106 and the lens information obtained in step S101, and the calculation. The position and size of the contrast evaluation area are changed (set) based on the result.
図６（ａ）には、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しない場合の例を示している。図６（ｂ）には、ステップＳ１０９にてコントラスト評価領域の位置やサイズを変更する場合の例を示している。 FIG. 6A shows an example in which the position and size of the contrast evaluation area are not changed. In FIG. 6 (b) shows an example of changing the position and size of the contrast evaluation region in step S109.
Area01，Area11，Area11′は位相差検出領域である。Area11はデフォーカス量が大きい位相差出領域を、Area11′はデフォーカス量が小さい位相差検出領域を示している。Area02，Area12は、コントラストＡＦでの標準サイズのコントラスト評価領域である。 Area01, Area11, and Area11 ′ are phase difference detection areas. Area 11 indicates a phase difference detection area with a large defocus amount, and Area 11 ′ indicates a phase difference detection area with a small defocus amount. Area02 and Area12 are standard size contrast evaluation areas in contrast AF.
図６（ａ）に示すように撮影画面の中央部分で焦点検出を行う場合、位相差検出領域Aerea01は、デフォーカス量が変わっても、つまりデフォーカス量に応じた第３レンズ群１０５の移動（以下、フォーカスレンズ駆動という）により像倍率が変化しても変化しない。言い換えれば、フォーカスレンズ駆動によって像倍率が変化しても、撮影画面の中央に存在する被写体は撮影画面の中央部分から変位しない。このため、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦ方式を撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えたときのコントラスト評価領域を、位相差検出領域Aerea01と同じ位置の（すなわち、位相差検出領域Aerea01を包含する）コントラスト評価領域Area02に設定する。 If focus detection is performed at the central portion of the photographic field, as shown in FIG. 6 (a), the phase difference detection area Aerea01 can be varied defocus amount, i.e. movement of the third lens group 105 in accordance with the defocus amount Even if the image magnification changes due to (hereinafter referred to as focus lens driving), it does not change. In other words, even if the image magnification is changed by driving the focus lens, the subject existing at the center of the shooting screen is not displaced from the center portion of the shooting screen. For this reason, the camera CPU 121 sets the contrast evaluation area when the AF method is switched from the imaging plane phase difference AF to the contrast AF at the same position as the phase difference detection area Aerea01 (that is, including the phase difference detection area Aerea01). Set to evaluation area Area02.
一方、図６（ｂ）に示すように撮影画面の周辺部分で焦点検出を行う場合、位相差検出領域Area11は、デフォーカス量が大きく変化するような大きなフォーカスレンズ駆動による大きな像倍率の変化によって位相差検出領域Area11′に移動する。言い換えれば、フォーカスレンズ駆動によって像倍率が変化することで、撮影画面の周辺に存在した被写体は撮影画面の中央寄りに変位する。このため、カメラＣＰＵ１２１は、ＡＦ方式を撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替えたときのコントラスト評価領域を撮像面位相差ＡＦ後の位相差検出領域Area11′を包含するコントラスト評価領域Area12に設定する。 On the other hand, when performing the focus detection in the peripheral portion of the photographing screen, as shown in FIG. 6 (b), the phase difference detection area Area11 be detected by alterations in the large image magnification caused by a large focus lens driving such as the defocus amount is greatly changed It moves to the phase difference detection area Area11 ′. In other words, when the image magnification is changed by driving the focus lens, the subject existing around the shooting screen is displaced toward the center of the shooting screen. Therefore, the camera CPU 121 sets the contrast evaluation area when the AF method is switched from the imaging plane phase difference AF to the contrast AF to the contrast evaluation area Area12 including the phase difference detection area Area11 ′ after the imaging plane phase difference AF. .
なお、ここにいう「包含」は、位相差検出領域の一部がコントラスト評価領域からはみ出さず、位相差検出領域の全体がコントラスト評価領域内に完全に含まれている状態をいう。さらに、この場合において、位相差検出領域の中心とコントラスト評価領域の中心とが一致するとより好ましい。 Note that “inclusion” here means a state in which a part of the phase difference detection region does not protrude from the contrast evaluation region, and the entire phase difference detection region is completely included in the contrast evaluation region. Furthermore, in this case, it is more preferable that the center of the phase difference detection region and the center of the contrast evaluation region coincide.
図５のステップＳ１１０では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０８又はステップＳ１０９で設定されたコントラスト評価領域内においてコントラストＡＦを行う。そして、コントラストＡＦによって合焦状態が得られると、一連のＡＦ処理を完了し、不図示の撮像開始スイッチがオンされることに応じて、記録用画像を生成し、これを記録したり表示したりする。 In step S110 of FIG. 5, the camera CPU 121 performs contrast AF within the contrast evaluation area set in step S108 or step S109. When the in-focus state is obtained by contrast AF, a series of AF processing is completed, and a recording image is generated in response to turning on an imaging start switch (not shown), and this is recorded or displayed. Or
以上説明したように、本実施例によれば、撮像面位相差ＡＦによって合焦対象の被写体に対応する位相差検出領域が移動しても、コントラストＡＦに切り替える際に該移動後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定することができる。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。 As described above, according to this embodiment, even when the phase difference detection area corresponding to the subject to be focused is moved by the imaging surface phase difference AF, the phase difference detection after the movement is performed when switching to the contrast AF. The contrast evaluation area can be set so as to include the area. Therefore, more accurate hybrid AF control is possible.
本発明の実施例２について説明する。本実施例のカメラの構成と、これに取り外し可能に装着される交換レンズの構成はそれぞれ、実施例１と同じである。本実施例は、撮像面位相差ＡＦからコントラストＡＦに切り替わる際の動作が実施例１と異なる。 A second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the camera of the present embodiment and the configuration of the interchangeable lens that is detachably attached thereto are the same as those of the first embodiment. The present embodiment differs from the first embodiment in the operation when switching from the imaging surface phase difference AF to the contrast AF.
図７のフローチャートには、本実施例において、カメラＣＰＵ１２１がコンピュータプログラムに従って実行するＡＦ処理の流れを示している。 The flowchart in FIG. 7 shows the flow of AF processing executed by the camera CPU 121 according to the computer program in this embodiment.
ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理は、実施例１（図５）のステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同じである。 The processing from step S201 to step S203 is the same as the processing from step S101 to step S103 in the first embodiment (FIG. 5).
ステップＳ２０４では、カメラＣＰＵ１２１は、被写体検出手段として、撮影画面内に存在する特定被写体としての人物の顔を検出する顔検出処理を行う。顔検出処理の方法は、従来様々な方法が提案されており、本実施例ではいずれの方法を採用してもよい。また、特定被写体は、人物の顔に限られない。 In step S <b> 204, the camera CPU 121 performs face detection processing for detecting a human face as a specific subject existing in the shooting screen as subject detection means. Various methods of face detection processing have been proposed in the past, and any method may be adopted in this embodiment. The specific subject is not limited to a person's face.
次にステップＳ２０５では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０４で検出した顔の位置情報を用いて、撮像面位相差ＡＦを行う。すなわち、顔の位置に対応する位相差検出領域に含まれる焦点検出画素群からの出力を用いて得られる一対の像信号の位相差からデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量から合焦近傍位置までの第３レンズ群１０５の駆動量を算出する。そして、ステップＳ２０６に進む。 In step S205, the camera CPU 121 performs imaging plane phase difference AF using the face position information detected in step S204. That is, the defocus amount is calculated from the phase difference between a pair of image signals obtained using the output from the focus detection pixel group included in the phase difference detection area corresponding to the face position, and the in-focus vicinity is calculated from the defocus amount. The driving amount of the third lens group 105 up to the position is calculated. Then, the process proceeds to step S206.
ここで、本実施例での顔検出からコントラストＡＦにおけるコントラスト評価領域の設定までの概略を図９を用いて説明する。図９には、コントラスト評価領域の位置やサイズを変更しない場合の例を示している。 Here, an outline from the face detection in this embodiment to the setting of the contrast evaluation area in the contrast AF will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an example in which the position and size of the contrast evaluation area are not changed.
Area21，Area21′は撮像面位相差ＡＦの焦点検出領域（位相差検出領域）である。Area22はコントラストＡＦのコントラスト評価領域である。Area21はデフォーカス量が大きい位相差検出領域を、Area21′はデフォーカス量が小さい位相差検出領域を示している。 Area 21 and Area 21 ′ are focus detection areas (phase difference detection areas) of the imaging surface phase difference AF. Area 22 is a contrast evaluation area of contrast AF. Area 21 indicates a phase difference detection region with a large defocus amount, and Area 21 ′ indicates a phase difference detection region with a small defocus amount.
図８に点線で示したように、撮影画面の周辺部に特定被写体である顔が存在する場合には、フォーカスレンズ駆動による像倍率の変化によって顔が撮影画面の中央寄りに変位するため、顔の位置に対応する位相差検出領域は、Area21からArea21′に移動する。本実施例では、このような場合、コントラスト評価領域Area22をフォーカスレンズ駆動前（顔の変位前）の位相差検出領域Area21とフォーカスレンズ駆動後（顔の変位後）のArea21′とをともに包含するように設定される。 As shown by a dotted line in FIG. 8 , when a face that is a specific subject exists in the periphery of the shooting screen, the face is displaced closer to the center of the shooting screen due to a change in image magnification caused by the focus lens drive. The phase difference detection area corresponding to the position moves from Area 21 to Area 21 ′. In this embodiment, in this case, the contrast evaluation area Area22 includes both the phase difference detection area Area21 before driving the focus lens (before face displacement) and Area21 ′ after driving the focus lens (after face displacement). Is set as follows.
ステップＳ２０６からステップＳ２１１までの処理は、実施例１のステップＳ１０５からステップＳ１１０までの処理と同じである。そして、ステップＳ２１１にてコントラストＡＦによって合焦状態が得られると、一連の撮影動作を完了し、不図示の撮像開始スイッチがオンされることに応じて、記録用画像を生成し、これを記録したり表示したりする。 The processing from step S206 to step S211 is the same as the processing from step S105 to step S110 of the first embodiment. When the in-focus state is obtained by contrast AF in step S211, a series of shooting operations are completed, and a recording image is generated and recorded in response to turning on an imaging start switch (not shown). And display.
以上説明したように、本実施例によれば、撮像面位相差ＡＦによって合焦対象の顔に対応する位相差検出領域が移動しても、コントラストＡＦに切り替える際に該移動前後の位相差検出領域を包含するようにコントラスト評価領域を設定する。したがって、より高精度なハイブリッドＡＦ制御が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when the phase difference detection area corresponding to the face to be focused is moved by the imaging surface phase difference AF, the phase difference detection before and after the movement is performed when switching to the contrast AF. The contrast evaluation area is set so as to include the area. Therefore, more accurate hybrid AF control is possible.
なお、上述した各実施例では、位相差ＡＦを表示用および記録用画像を取得するための撮像素子を用いて行う場合について説明したが、該撮像素子とは別の位相差検出センサ（ＴＴＬ内測方式および外測方式）を用いて行う撮像装置にも本発明を適用できる。 In each of the above-described embodiments, the case where the phase difference AF is performed using an image sensor for acquiring display and recording images has been described. However, a phase difference detection sensor (inside TTL) different from the image sensor is described. The present invention can also be applied to an imaging apparatus that uses a measurement method and an external measurement method.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.
位相差ＡＦ Phase difference AF
１０７ 撮像素子
１３７ 交換レンズ
１３８ カメラ
107 Image sensor 137 Interchangeable lens 138 Camera
Claims (4)
前記フォーカス制御手段は、前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記被写体が変位した場合に、領域内に前記被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定することを特徴とする撮像装置。 Based on the defocus amount of the photographing optical system obtained for the subject in the phase difference detection area in the photographing screen, the contrast evaluation is performed after performing the phase difference focus control for moving the focus lens included in the photographing optical system. A focus control means for performing contrast focus control for moving the focus lens based on a contrast evaluation value obtained in the region;
The focus control means moves the phase difference detection region so that the subject is included in the region when the subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens by the phase difference focus control. The imaging apparatus is characterized in that the contrast evaluation area is set so as to include the phase difference detection area after movement .
前記フォーカス制御手段は、前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記特定被写体が変位したことを検出した場合に、領域内に前記特定被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 Subject detection means for detecting a specific subject;
The focus control means detects the phase difference so that the specific subject is included in a region when the focus control unit detects that the specific subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens by the phase difference focus control. The imaging apparatus according to claim 1 , wherein the contrast evaluation area is set so as to include the phase difference detection area after the movement while moving the detection area .
該第１のステップの後、コントラスト評価領域内で求めたコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるコントラストフォーカス制御を行うステップとを有し、
前記位相差フォーカス制御による前記フォーカスレンズの移動により前記撮影画面内で前記被写体が変位した場合に、前記第２のステップにおいて、領域内に前記被写体が含まれるように前記位相差検出領域を移動させるとともに、移動後の前記位相差検出領域を包含するように前記コントラスト評価領域を設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A first step of performing phase difference focus control for moving a focus lens included in the photographing optical system based on a defocus amount of the photographing optical system obtained for a subject in the phase difference detection region of the photographing screen; ,
After the first step, performing a contrast focus control for moving the focus lens based on a contrast evaluation value obtained in a contrast evaluation region,
When the subject is displaced in the shooting screen due to the movement of the focus lens by the phase difference focus control, in the second step, the phase difference detection region is moved so that the subject is included in the region. And the contrast evaluation area is set so as to include the phase difference detection area after movement .
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